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构网型风机频率主动支撑特性仿真分析
1
作者 曲胜 唐建平 +3 位作者 李洋涛 刘红文 庞家猛 胡鹏 《控制与信息技术》 2025年第1期64-70,共7页
为了对构网型双馈风机的惯量时间常数、下垂系数等关键参数给出定量分析,文章聚焦于构网型双馈风机的频率支撑特性,提出一种构网型风机控制的架构。其首先基于构网型控制和跟网型控制在变流系统控制实现上的主要区别,分析现阶段虚拟同... 为了对构网型双馈风机的惯量时间常数、下垂系数等关键参数给出定量分析,文章聚焦于构网型双馈风机的频率支撑特性,提出一种构网型风机控制的架构。其首先基于构网型控制和跟网型控制在变流系统控制实现上的主要区别,分析现阶段虚拟同步控制方式和下垂控制方式的主要原理;然后使用PSCAD平台建立了基于所述架构的有功-频率虚拟同步控制、有功-频率下垂控制的构网风机电磁模型,从频率主动支撑关键参数、频率主动支撑特性等技术维度进行了验证。验证结果表明,虚拟同步控制的方式由于模拟了同步机特性,在惯量支撑方面有较好的响应,通过匹配不同的时间常数,可以得到与场景匹配的支撑响应,在频率变化率为1Hz/s时,单个风机实现了5.5%额定功率的有功支撑;而采用下垂控制方式的构网型控制,在一次调频方面有较好的响应,下垂系数可以在5%~10%之间进行有效调整,但对电网频率变化率的惯量支撑效果不明显。 展开更多
关键词 构网型风电机组 频率主动支撑 虚拟同步 下垂控制 惯量响应 一次调频
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基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑策略 被引量：1
2
作者 李雪萍 王自力 +4 位作者 陈燕东 罗德荣 罗聪 符有泽 傅家骏 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期25-37,共13页
新能源通过逆变器大规模接入孤岛微电网,导致系统惯量水平持续下降,系统频率面临严峻的失稳风险。针对此问题,提出了一种基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑控制方法,利用新能源逆变器直流侧电容主动支撑系统频率。首先... 新能源通过逆变器大规模接入孤岛微电网,导致系统惯量水平持续下降,系统频率面临严峻的失稳风险。针对此问题,提出了一种基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑控制方法,利用新能源逆变器直流侧电容主动支撑系统频率。首先,通过在新能源逆变器控制回路中引入基于模糊控制的新能源逆变器直流侧电容电压-系统频率耦合的功率控制项,使直流侧电容具备与同步发电机相似的惯性响应。然后,计及频率响应过程对虚拟惯量的差异化需求,设计模糊控制规则,根据频率波动区间自适应调整新能源逆变器直流电容附加虚拟惯量,以减缓系统频率偏移速度,改善系统频率极值,并加快系统频率恢复速度。其次,通过构造李雅普诺夫能量函数证明了采用所提控制方法后系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 孤岛微电网 虚拟惯量 模糊自适应 频率主动支撑 李雅普诺夫
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基于转子动能的风电场自适应频率主动支撑控制策略 被引量：1
3
作者 俞靖一 葛俊 +3 位作者 杨铎烔 王鹏宇 程凯 杨苹 《电力工程技术》 北大核心 2024年第5期131-139,共9页
随着大规模风电接入电网,电力系统的惯性和抗扰能力逐渐下降,系统的频率稳定问题愈发严峻。为此,文中提出一种基于转子动能的风电场自适应频率主动支撑控制策略。首先,提出一种参与因子,根据风电场的平均转子转速确定风电场参与频率支... 随着大规模风电接入电网,电力系统的惯性和抗扰能力逐渐下降,系统的频率稳定问题愈发严峻。为此,文中提出一种基于转子动能的风电场自适应频率主动支撑控制策略。首先,提出一种参与因子,根据风电场的平均转子转速确定风电场参与频率支撑的程度,自适应调整风电场惯性响应参数和频率下垂控制参数。在此基础上,基于风电机组的实时可用转子动能,对风电场的调频功率进行动态分配,风电机组则通过释放转子动能参与频率支撑,其可以充分发挥转子动能较多的机组的频率支撑能力,并避免转速低的风电机组过度参与调频。在频率支撑结束后,采用分阶段的转子转速恢复方法恢复机组转速。仿真结果表明,所提控制策略可以根据风电场的运行状态和风电机组可用转子动能自适应调整有功输出功率,不仅可以实现系统频率的有效支撑,还可以避免频率的二次跌落。 展开更多
关键词 风电场 转子动能 参与因子 自适应 频率主动支撑 频率二次跌落
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构网型直驱风机的主动频率支撑控制策略
4
作者 刘尊祝 程志江 +1 位作者 王维庆 宋贝多 《电力工程技术》 2025年第2期23-33,共11页
高比例风力发电使用大量的电力电子装置接入电网,不具备传统同步发电机的惯性响应特性,因此在外界扰动时难以维持系统频率的稳定性。构网型直驱风机采用虚拟同步控制方式运行,在扰动时不受锁相环的影响,能够给系统提供频率支撑。针对虚... 高比例风力发电使用大量的电力电子装置接入电网,不具备传统同步发电机的惯性响应特性,因此在外界扰动时难以维持系统频率的稳定性。构网型直驱风机采用虚拟同步控制方式运行,在扰动时不受锁相环的影响,能够给系统提供频率支撑。针对虚拟同步控制下,构网型直驱风机在受到外部扰动时出现的频率和功率波动较大的问题,文中提出一种基于惯量和阻尼自适应的主动频率支撑控制策略。首先,建立风机系统的数学模型和小信号模型;其次,利用特征根轨迹分析,探讨网侧控制环节中关键参数对系统频率响应特性的影响,进而提出参数自适应调节的频率支撑控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证小信号建模的准确性和所提控制策略的有效性。仿真结果证明,所设计的控制策略能够有效降低系统在扰动下的频率和功率波动幅度。 展开更多
关键词 风力发电系统 构网型直驱风机 虚拟同步控制 小信号模型 特征根轨迹分析 自适应惯量 主动频率支撑策略
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海上风电柔直并网系统调频控制综述 被引量：69
5
作者 姚伟 熊永新 +3 位作者 姚雅涵 李勇 辛焕海 文劲宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3397-3413,共17页
远海风电场因其风资源丰富而受到广泛关注,柔直并网是实现大规模远海风电场并网的有效措施。随着海上风电等可再生能源渗透率不断提高,电力系统面临的频率稳定问题逐渐凸显,海上风电柔直并网系统进行主动频率支撑是缓解频率稳定问题的... 远海风电场因其风资源丰富而受到广泛关注,柔直并网是实现大规模远海风电场并网的有效措施。随着海上风电等可再生能源渗透率不断提高,电力系统面临的频率稳定问题逐渐凸显,海上风电柔直并网系统进行主动频率支撑是缓解频率稳定问题的有效手段之一。为此,针对海上风电柔直并网系统参与调频控制进行综述,从海上风电场、柔性直流系统及二者协调控制等3个层面对现有频率支撑控制策略进行阐述,分析了不同层面控制策略的原理、优缺点和发展趋势等,指出海上风电柔直并网系统参与主动频率支撑应协调海上风电场和柔性直流系统,最大化发挥二者调频能力;进一步分析了海上风电柔直并网系统参与频率调节在充分利用系统调频能力、保证系统安全运行方面面临的挑战,最后对该领域未来研究方向进行了总结和展望。对海上风电柔直并网系统参与陆上交流系统调频控制和实现双碳目标具有一定参考价值。 展开更多
关键词 海上风电 柔性直流输电 频率安全 主动频率支撑 协调控制 集群控制
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直挂式储能变流器参数设计及控制技术研究 被引量：5
6
作者 陶以彬 殷实 +1 位作者 李官军 胡卫丰 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期35-39,73,共6页
储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法... 储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法,形成了中压直挂式储能变流器硬件方案,提出了适用于该系统的主动支撑电网频率和电网故障穿越控制策略。首先在Matlab/Simulink中完成了控制策略的仿真验证,在此基础上研制完成了一台10kV/2 MW中压直挂式储能变流器样机,并通过实验验证了该系统及其控制策略的有效性。 展开更多
关键词 储能变流器 主动支撑电网频率 电网故障穿越
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考虑区域间频率动态差异及频率响应全过程的分布鲁棒机组组合模型
7
作者 江一航 赵书强 +2 位作者 韦子瑜 孙舒婷 李志伟 《中国电机工程学报》 2025年第9期3380-3394,I0009,共16页
双碳愿景下,大规模可再生能源集中式并网对电力系统频率安全提出新的挑战,传统调度模式难以满足新型电力系统安全运行需求。为此,该文提出一种考虑区域间频率动态差异及频率响应全过程的机组组合模型。首先,基于惯性控制与功率备用控制... 双碳愿景下,大规模可再生能源集中式并网对电力系统频率安全提出新的挑战,传统调度模式难以满足新型电力系统安全运行需求。为此,该文提出一种考虑区域间频率动态差异及频率响应全过程的机组组合模型。首先,基于惯性控制与功率备用控制,提出一种面向调度模型的风光频率响应特性建模方法;同时,考虑调频资源分布差异导致的区域间频率动态差异,完整推导系统惯性响应、一次调频及二次调频全过程中各关键指标的线性化解析表达式;最后,采用数据驱动分布鲁棒优化刻画风光出力不确定性,将频率动态约束嵌入机组组合模型,构建考虑区域间频率动态差异及频率响应全过程的分布鲁棒机组组合模型,基于改进的列和约束生成算法对模型进行求解。算例分析表明,所提模型能充分体现新能源机组的频率响应特性,保障强不确定环境下的多区域互联系统频率安全稳定。 展开更多
关键词 风光主动频率支撑 区域间频率动态差异 频率响应全过程 数据驱动 分布鲁棒优化
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基于自适应选取下垂系数的多储能联合电压源协同调频方法 被引量：3
8
作者 韩华春 李强 吕振华 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2023年第3期116-125,共10页
为增强高比例新能源电力系统的频率调节能力,储能电站参与到了电力系统的调频过程中,成为了频率支撑的重要电源。针对多个储能电站参与电力系统调频时如何确定输出功率的问题(将储能电站的充电状态视作输出功率为负),提出一种多储能联... 为增强高比例新能源电力系统的频率调节能力,储能电站参与到了电力系统的调频过程中,成为了频率支撑的重要电源。针对多个储能电站参与电力系统调频时如何确定输出功率的问题(将储能电站的充电状态视作输出功率为负),提出一种多储能联合电压源协调运行的自适应选取下垂系数的方法。建立了频率偏差事件出现时根据某一特定时刻的频率对频率偏差最大值进行估计的模型;根据估计出的频率偏差最大值,提出了自适应选取下垂系数的计算方法和多个储能电站之间在频率支撑时进行功率分配的方法。通过IEEE39节点系统算例将所提方法与固定系统下垂控制方法进行对比,结果表明,所提自适应选取下垂系数的方法可以充分利用储能电站响应快、充放电功率大的特点,提高对高比例新能源电力系统进行主动频率支撑的能力。 展开更多
关键词 储能电站 下垂控制 变下垂系数 主动频率支撑
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计及虚拟惯量与下垂控制的风火耦合系统小扰动稳定分析 被引量：3
9
作者 严才 姚伟 +3 位作者 崔岩 孙焜 文劲宇 郭任 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期19-28,共10页
风火耦合系统在我国北方电网中普遍存在。为了构建电网友好型风电场,主动频率支撑控制被引入风电功率外环,然而该控制可能会影响耦合系统的稳定特性。已有研究主要关注主动频率支撑控制对火电机组主导的机电振荡特性的影响,对风电机组... 风火耦合系统在我国北方电网中普遍存在。为了构建电网友好型风电场,主动频率支撑控制被引入风电功率外环,然而该控制可能会影响耦合系统的稳定特性。已有研究主要关注主动频率支撑控制对火电机组主导的机电振荡特性的影响,对风电机组主导的次同步振荡特性影响的研究不多。基于此,建立考虑主动频率支撑控制的风火耦合系统模型,分析在不同风电渗透率和不同锁相环阻尼系数下主动频率支撑控制对耦合系统中火电机组主导的机电振荡模态以及风电机组中锁相环主导的次同步振荡模态的影响,确定耦合系统中锁相环主导的次同步振荡模态的主要影响因素。为了探究主动频率支撑控制影响锁相环主导的次同步振荡的失稳机理,推导了耦合系统计及主动频率支撑控制时锁相环小扰动等效模型,通过复转矩法分析了主动频率支撑控制对锁相环主导的次同步振荡模态的影响。通过时域仿真验证了主动频率支撑控制参数对耦合系统稳定性的影响。 展开更多
关键词 风火耦合系统 虚拟惯量 下垂控制 小扰动稳定性 主动频率支撑控制 机电振荡 次同步振荡
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